開發者必讀：從Zcash和Aleo的技術出發，理解隱私交易的設計原理_CAS:CASH

引言

從論文的角度看，Aleo的可編程隱私設計所采用的的隱私設計和早期的Zcash的白皮書更為相近，類似的Key結構，類似的Note結構，類似的稱呼。本文是基于Zcash最新的論文和Aleo的ZEXE做的比較，雖然在具體的細節上有所不同，比如Key結構，具體使用的密碼學方法；但是在high-level的設計上大體相同。除了前面所講述的技術細節外，仍然存在一些其他的技術細節暫未涉及，比如delegateprover方案，零知識證明算法，遞歸/聚合方案等，有興趣的同學可繼續研究。Zcash

1.關于Zcash？

一個簡短的視頻了解Zcash，大概需要2分鐘。https://zcash.readthedocs.io/en/latest/rtd_pages/basics.html特點：?匿名版的BTC，類UTXO模型?只能做支付場景，不具備可編程性2.主要概念

注意：Zcash經過多次協議升級，我們只關注最新版本。主要介紹Zcash里的各個核心概念。2.1Keycomponents

圖片來源

TORN突破9美元 Tornado Cash開發者將于4月26日獲釋待審:金色財經報道，行情顯示，TORN突破9美元，現報9.03美元，日內漲幅超10%，行情波動較大，請做好風險控制。

此前報道，Tornado Cash開發者Alexey Pertsev將于4月26日獲釋待審。[2023/4/24 14:23:04]

你可以在Zcashprotocolspecification:section4.2.3,page36了解這些Key的計算方式。2.2Note

note是Zcash協議中的基本單元，類似于BTC中的UTXO；在Zcash中，所有交易的輸入和輸出都是notes。當然，Zcash也支持非匿名的交易，這樣和BTC的交易模式一樣。所以，要想更深入的了解Zcash，得先需要了解note的數據結構：

圖片來源

在Zcash的協議中，因為隱私的需求，note是不能公開的，因此，需要計算對應的commitment來代表這個note，計算方式如下：

比特幣核心開發者Marco Falke擬于今年夏天辭去維護者的職務:2月23日消息，比特幣核心開發者Marco Falke在2月21日發布的推文中宣布，將于今年夏天辭去維護者的職務。據悉，Falke是比特幣核心最多產的貢獻者，在其七年任期內，Falke收集了超2,000個已被提交的軟件更改建議，在這七年中的三年里，Falke的努力得到了加密貨幣交易所Okcoin和Web3投資公司Paradigm的資助。Falke重申了他對比特幣的熱情，并表示他“對未來持積極態度”，但他的角色不再適合他。

在過去的幾年里，一些比特幣開發人員和維護者選擇離開他們的各種角色，包括John Newbery、Samuel Dobson、Jonas Schnelli、Peter Wuille和Wladimir J. van der Laan。

此前華爾街日報在2月16日的文章中稱，一名比特幣核心代碼管理員已離開，現僅有5人有修改代碼權限。該媒體還在2月21日的文章中報道了Marco Falke計劃離職的消息。[2023/2/23 12:24:21]

圖片來源2.3Actiontransfer

一筆交易里，可能包含多個actiontransfer，每個actiontransfer會花費老的note，生成新的note，其數據結構如下：

BlockSec：Quaternion因QTN代幣開發者使用錯誤條件而被黑客攻擊，損失約2.546枚WETH:1月18日消息，BlockSec監測顯示，NFT全棧B2B B2C服務供應商Quaternion因QTN代幣開發者使用錯誤條件而被黑客攻擊，損失約2.546枚WETH。QTN代幣具有通貨膨脹機制，隨著QTN在Uniswap中的交易增多，QTN的總量也會隨之增加。但是，QTN的開發者使用from == UniswapPair來判斷是否有QTN出售，這一錯誤條件是導致此攻擊的根本原因。BlockSec提醒注意，黑客的資金來源似乎來自BSC上的Ankr Exploiter。[2023/1/18 11:19:14]

圖片來源

2.4Actionstatement

公共輸入是：

隱私輸入是：

前Sushi開發者推出新產品O2dex，將于5月公測:5月7日消息，前Sushiswap開發者團隊近期推出新一代DEX產品O2dex，將于今年五月上線公測，并發行治理TokenO2。該項目致力于符合Defi2.0愿景，更有效地引導資金，顛覆傳統做市商機制。

O2dex正在空投其25%的Token用于社區招募計劃，初始開發團隊將保留4.9%的Token用于開發者激勵和DAO建設，其余將全部由挖礦產出。（Cointelegraph）[2022/5/7 2:57:36]

證明statement為：

圖片來源?花費的note的完整性，和noteplaint唯一綁定?花費的note的有效性，cmtree的存在性證明?Value承諾的完整性，和rcv,oldvalue,newvalue唯一綁定?Nullifier的完整性，防止doublespend，維護一個花費的noteset?花費的note的合法性?地址的完整性?新note的完整性?flag的合法性2.5交易結構和示例

2.5.1交易結構

以太坊開發者：未知攻擊者試圖通過發布包含無效PoW長區塊攻擊以太坊，但并未成功:9月14日消息，以太坊開發者MariusVanDerWijden表示，今天有人試圖通過發布包含無效PoW長區塊（約550個），攻擊以太坊，但并未成功。僅一部分Nethermind節點切換到這個無效鏈。所有其他客戶端都因為無效拒絕了該長側鏈。良好的鏈在長度上已經上述側鏈。看起來攻擊者沒有在他發布的無效鏈上進一步挖掘。客戶端多樣性使以太坊更強。[2021/9/14 23:24:10]

圖片來源整個交易結構包含四個部分：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)?Saplingtransactionsinfo(10-16)?Orchardtransactioninfo(17-25)2.5.2從transparent到shieldOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：實際值ⅱ.tx_out_*：默認值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.5.3從shield到shieldOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.All：默認值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.5.4從shield到transparentOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：默認值ⅱ.tx_out_*：實際值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.6如何實現隱私？

?Unlinkable生成的note用cm表示，花費的note用nf表示，nf和cm之間無任何聯系，因此，任何人都無法通過這些信息去判斷任何一個被生成的note是在哪一筆交易里被花費的。?Privateⅰ.Senderaddress：交易信息里不包含sender地址且spendAuthSig為一次性簽名。ⅱ.Receiveraddress：交易里不包含receiver的地址且新的Noteplaint用的是recevier的公鑰加密。ⅲ.Value：用pedersencommitment形式隱藏Note，且通過bindsig來保證交易的balance屬性。Aleo

1.和Zcash的異同

Zcash只能執行基于OUTX模型的隱私交易，不具備可編程性；因此，Aleo和Zcash最主要的區別是隱私可編程性；相同點是都支持隱私屬性。2.AleoVSZcash

2.1Unit

和Zcash的note不同，Aleo里的基本操作單元是record，下面讓我們看一下兩者的主要區別：

圖片來源

圖片來源雖然具體參數名稱不相同，但是從功能角度來看，兩者之間具有對應關系：

分別對應note擁有者的地址信息，承諾相關信息,nf/sn相關信息，value相關信息。所以，兩者結構基本類似；主要的區別在于record里的birthpredicate，deathpredicate。這是兩個Boolean類型的函數，代表著，當一個record在birth(generate)和death(spend)階段，分別需要滿足的條件，這一塊是支持user-defined，因此具有可編程性。2.2交易結構

圖片來源和Zcash(2.5.1)的交易主要結構相比，仍然相似：?消費的record對應的序列號sn，在Zcash里用nf表示，都是具有全局唯一性。?新生成的record對應的承諾。?新生成record的plaint，包括擁有者信息，對應的birth/deathpredicate等。2.3Proverstatement

圖片來源需要證明：?Oldrecord的有效性?Oldrecord的合法性?Newrecord的有效性?Birth/Deathpredicate的有效性3.其他

3.1為什么都是utox-based，不是account-based?

Remark2.3參考

1.(Zcash)Zcashprotocolspecification：https://zips.z.cash/protocol/protocol.pdf2.(Aleo)Zexeprotocolspecification：https://eprint.iacr.org/2018/962.pdf3.協議升級：https://z.cash/upgrade/4.zerocash：https://eprint.iacr.org/2014/349.pdf關于我們

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